原子计算器
一站式计算同位素加权质量、原子结构,以及物质的量、质量和粒子数的换算。
原子结构与数量计算
只需输入与任务相关的数值。常见元素符号可提供参考原子序数和摩尔质量。
关于原子计算器
原子是化学元素的基本单位。每个原子都有一个致密的原子核,内含带正电的质子,通常还含有不带电的中子,周围分布着带负电的电子。原子序数 Z 等于质子数,可唯一确定元素。中性原子的电子数与质子数相同。质量数 A 是某一同位素中质子与中子总数的整数值,因此中子数等于 A 减 Z。
同位素的质子数相同,所以属于同一种元素,但其中子数不同。天然样品通常含有多种同位素。因此,元素周期表中的原子质量是加权平均值,通常不是单个原子的质量数。计算平均值时,将各同位素质量乘以对应的相对丰度,再将乘积相加并除以总丰度。本计算器接受以逗号分隔的质量及对应丰度。由于计算时除以总丰度,百分比列表与按同一比例缩放的小数列表会得到相同的加权平均值。
本工具还可将微观粒子与实验室尺度的数量联系起来。一摩尔恰好包含 6.02214076 乘以 10 的 23 次方个指定基本单元,这一关系由阿伏伽德罗常数确定。将物质的量乘以该常数,可得原子、分子、离子或化学式单元的数量。物质的量乘以摩尔质量得到克数,克数除以摩尔质量得到物质的量。必须明确所指的基本单元:一摩尔氧原子与一摩尔氧分子所含单元数相同,但摩尔质量不同。
对于简要参考库中的常见元素符号,计算器可提供标准摩尔质量和原子序数。计算加权质量时,优先使用明确输入的同位素数据;若无参考值,输入的质量数可作为摩尔质量的简单近似。原子序数和质量数应为非负整数,且质量数不能小于原子序数。同位素丰度应对应同一样品,并与同位素质量逐项匹配。
这些计算可用于化学作业、化学计量规划、同位素分析和实验室快速核对。工具不模拟离子,因为显示的电子数以中性原子为准;也不能替代完整的元素周期表数据库或高精度同位素标准。用于分析工作时,请采用适合样品的同位素质量和丰度,并保留足够的有效数字,以匹配测量精度。
原子计算示例
示例涵盖原子结构、同位素平均质量和物质的量换算。
| 输入 | 结果 | 主题 |
|---|---|---|
| O,Z 8,A 16 | 8 个质子,8 个中子,8 个电子 | 中性氧-16 |
| 质量 12 和 13;丰度 98.93 和 1.07 | 12.0107 u | 碳同位素平均质量 |
| Na,2 mol | 45.98 g 和 1.204428e24 个原子 | 物质的量换算 |
| 1.2e24 个氢原子 | 1.99265 mol | 粒子数换算 |
如何使用原子计算器
- 输入元素符号,或提供原子序数和质量数以计算原子结构。
- 计算同位素平均质量时,输入以逗号分隔且逐项对应的同位素质量和丰度。
- 需要数量换算时,输入摩尔数、克数或粒子数。
- 点击“计算原子数据”,查看各项适用结果。
原子计算器常见问题
原子序数与质量数有什么区别?
原子序数表示质子数,用于确定元素。质量数表示某一特定同位素中质子与中子的总数。
为什么元素周期表中的原子质量通常是小数?
它是天然同位素质量的加权平均值。同位素丰度不同,会使平均值偏离整数质量数。
如何计算中子数?
用所选同位素的质量数减去原子序数。质量数不可能小于原子序数,因为原子核内的核子总数不能少于质子数。
阿伏伽德罗常数对应什么数量?
它将一摩尔对应为恰好 6.02214076e23 个指定基本单元。根据物质不同,这些单元可以是原子、分子、离子或化学式单元。
电子数结果适用于离子吗?
显示的电子数假定原子呈中性,因此等于质子数。对于离子,需另行减去正电荷数,或加上负电荷数的绝对值。